全膝关节置换（TKA）术后感染是一种难以处理的并发症。初次TKA和翻修TKA术后的感染率分别介于0.5％-2％和2％-4％之间。一些人口研究结果表明TKA术后更容易发生感染，而感染又是导致TKA失败的最常见原因之一。

　　降低感染风险的关键因素仍然在于预防，但目前缺乏足够的循证研究文献来制定最佳的预防措施。每一例出现疼痛的TKA病例都应被怀疑可能是由于感染所导致的，需要进一步检查直至排除这种可能性。对这些病例的处理方案应包括通过标准的实验室筛查来检测是否存在感染。

　　关节滑液穿刺抽吸检查仍然是诊断感染的最好方法。如果关节滑液的白细胞计数大于1,700/μL，同时中性细胞分类大于69％则应高度怀疑感染的可能性。

　　目前在治疗假体周围深部感染时有多种方案可供选择。与手术相关的感染发生和出现症状的时间是决定TKA感染的处置能否成功的关键因素。

　　保留假体的处置方案只能适用于急性感染的病例，但最近的文献结果提示该方案的成功率极低，这使得人们开始怀疑其在处理感染TKA中的作用。而分期翻修更换假体的方案仍然是处理TKA术后感染的金标准。

　　Instr Course Lect 2013;62:349-361.

　　感染仍然是TKA术后最难处理的并发症之一。文献报道初次TKA及翻修TKA术后感染的总体发生率分别介于0.5％-2％和2％-4％之间。2005年时，所有翻修TKA中有16.8％的病例是因为术后感染而进行的。

　　据估计到2030年时有65％的翻修TKA会是因为感染进行的，与此相应的感染TKA病例数约为52,000例。而处理这些感染TKA将会带来极大的经济负担。由于住院时间较长且并发症发生率较高等原因，每处理1例感染TKA需要花费大约60,000-100,000美元。感染TKA的治疗是所有骨科手术中对相关资源消耗最多的术式之一。

　　本文将着重讨论感染TKA的诊断及治疗。

　　TKA感染的诊断包括普通X线片、实验室检查、关节穿刺抽吸、先进的影像技术、以及术中检测等相关工具都能协助疑似感染TKA的诊断。但目前对于怀疑假体周围感染病例并无用于其诊断或围手术期处理的相关标准。

　　最近，美国骨科医师学会（AAOS）工作组评估了现有每一种诊断方案的证据，并在此基础上提出了诊断TKA感染的新方案。（图1、2）图1 诊断具有较高可能性的髋膝关节假体周围感染的流程图。a，如果存在感染的可能性，而第一次关节腔穿刺抽液培养的结果存在偏差，可进行再次穿刺抽液；b，如果手术时感染的诊断仍无法确立，可进行冰冻切片检查，术中也可进行滑液WBC的分类计数；c，核影像形式：白细胞示踪影像结合骨或骨髓显像，18F-脱氧葡萄糖正电子发射计算机断层扫描（18F-FDG-PET）或白细胞示踪显像等。（重印自Della Valle C, Parvizi J, Bauer T, et al: AAOS Clinical Practice Guideline Summary: Diagnosis of Preprosthetic Joint Infection of the Hip and Knee. J Am Acad Orthop Surg 2010;18(12):760-770.）图2 诊断具有较低可能性的髋膝关节假体周围感染的流程图。a，如果存在感染的可能性，而第一次关节腔穿刺抽液培养的结果存在偏差，可进行再次穿刺抽液；b，如果手术时感染的诊断仍无法确立，可进行冰冻切片检查，术中也可进行滑液WBC的分类计数；（重印自Della Valle C, Parvizi J, Bauer T, et al: AAOS Clinical Practice Guideline Summary: Diagnosis of Preprosthetic Joint Infection of the Hip and Knee. J Am Acad Orthop Surg 2010;18(12):760-770.）诊断感染TKA时最重要的工作首先是详细了解病史并进行仔细的体格检查。一般而言，每一例TKA术后出现疼痛的病例均应被怀疑是感染所致，直至确认不是感染为止。需要注意疼痛的部位及其特点。必须排除来自于髋关节以及腰椎的牵涉性疼痛。还应确定疼痛发生的准确时间。

　　了解疼痛是从手术过后就持续存在还是术后疼痛曾经消失一段时间后再次出现的？疼痛程度是否随活动程度而变化？膝关节周围是否存在发热或发红现象？初次手术后是否存在伤口愈合困难或渗液等问题？此前是否因怀疑感染使用过抗生素治疗？TKA术后患者是否接受过可能导致菌血症的操作，如：处理牙科病变、结肠镜检查、或经尿路的操作等？

　　X线平片可以在诊断感染时提供有用的信息，比较术后即刻及最近复查时的X片通常很有帮助。如果存在感染，则X线平片上可显示出骨膜分层、软骨下骨吸收、进行性透亮线、或局灶性骨质吸收等现象。但必须注意的是，只有当骨量丢失达达30％-50％时才可能观察到典型的骨质吸收和骨溶解病灶。

　　血液学分析应包括白细胞（WBC）计数、血沉（ESR）、C反应蛋白（CRP）等，最近还增加了检测白细胞介素-6（IL-6）水平。但应该记住的是，没有一项检测对于诊断感染是100％敏感的。上述检测项目对感染来说通常具有很高的敏感性，但同时特异性较低，这使得它们成为感染良好的筛查而非精确预测方法。AAOS工作组建议对疑似感染的所有病例在初次就诊时即应检测ESR和CRP水平。

　　全血WBC计数并非TKA感染的可靠指标。研究结果显示高达70％的感染病例WBC计数正常。而ESR通常在术后5-7天时升高达到峰值，随后缓慢降低并在大约3个月后达到正常水平。CRP水平则于术后6小时内开始升高，通常在术后2-3天达到峰值，随后在3周内降至正常。

　　ESR和CRP对于感染的特异性仅有56％，它们单独或同时异常均不足以诊断感染。但同时使用两者进行判断却能较为精确地排除感染的可能性，其敏感性为96％，阴性预测值为95％。

　　最近开始普遍利用血清IL-6水平来判断是否存在感染。它通常在术后6小时内升高达到峰值，并能在术后72小时内下降至正常。研究结果显示IL-6用于预测感染时的敏感性和特异性分别为100％和95％。但目前并非所有医疗机构都能检测IL-6。

　　关节穿刺抽吸检查仍然是诊断感染最有效的方法之一，但它也会出现假阴性结果。为了尽可能减少细菌培养的假阴性结果，在进行关节穿刺抽吸之前患者需停用抗生素2-3周最近使用过抗生素的患者在必要时仍然可以接受关节穿刺抽吸进行细胞计数和分类检查，但细菌培养将不再可靠。

　　Mason等发现，WBC计数大于2,500个/μL且中性分类比例大于60％时预测感染的敏感性和特异性分别为98％和95％，阳性预测率为91％。

　　Leone和Hanssen报道关节液WBC计数小于2,000个/ μL且中性分类小于50％时用于排除感染的阴性预测率为98％。

　　更新的文献提出了不同的WBC计数值和中性分类比例范围来诊断假体周围感染。一般而言，如果关节滑液WBC计数大于1,760个/μL且中性分类比例大于69％，则应高度怀疑存在感染的可能。

　　由于机体对手术刺激的反应，术后早期阶段关节滑液细胞计数和分类比可能有所升高，从而可能无法精确反映是否存在感染。因此在术后早期阶段如果使用传统的细胞计数和分类比例作为标准来诊断感染，需要特别注意这些指标异常可能会导致不必要的手术。

　　最近Bedair进行了一项采用关节滑液检测诊断TKA术后早期感染的研究。他们对146例患者在TKA术后6周内进行了膝关节穿刺抽吸，结果有19例患者诊断为感染。通过受试者工作特性曲线（ROC）确定恰当的截断点后，这些研究者认为，关节滑液WBC计数为27,800个/μL时对感染的阳性和阴性预测率分别为94％和98％，而中性分类比例的最佳截断水平为89％。

　　放射性核素扫描可能是诊断感染的有用手段，尤其是在模棱两可的情况下；但这些检查手段费用较高，对患者来说比较麻烦，而且对于感染缺乏特异性。

　　Tc-99m能检测成骨细胞的活性，尽管在感染的情况下可以得到阳性结果，但包括创伤、关节退行性病变、以及肿瘤等也都可能产生阳性结果。更重要的是，甚至在术后12个月时Tc-99m扫描的结果也可能保持阳性，其敏感性和阳性预测率仅介于30％到38％之间。

　　In-111标记白细胞扫描可以在WBC存在的区域显示出核素浓聚现象。研究显示该检测方法的敏感性和特异性分别为77％和86％。综合两种核素扫描的结果能提高预测感染的特异性，因此一般推荐同时进行两种扫描检查。

　　最近，人们对采用分子遗传学技术来诊断感染的兴趣与日俱增，其中包括对假体超声清洗采样进行多聚酶链反应分析。这些技术中的大多数均可在4-6小时之内获得结果，并且在使用了抗生素的情况下也能进行有效检测。

　　分子遗传学检测感染的缺点是它们不能提供细菌的药敏结果。同时这些技术在操作上较为复杂且费用较高，而且这些检测方法的高度灵敏性还会导致假阳性的结果。

　　术中检测方法包括革兰氏染色和冰冻切片组织学检查。一般来说，以革兰氏染色判断感染是不可靠的，而且其敏感性极低，不应该单独以革兰氏染色结果来排除感染。AAOS工作组推荐反对以革兰氏染色检查来排除假体周围感染。

　　文献报道冰冻切片组织学检查诊断感染的结果各不相同，诊断的准确性具有技术依赖性，往往靠进行观察的病理医师的经验来判断是否存在急性感染。在进行冰冻切片检查时，经常会发生取样误差。不同的检测方法显示每高倍镜视野内存在5-10个WBC即具有足够的敏感性和特异性来诊断感染。

　　AAOS工作组强烈推荐术前未能确认或排除感染的翻修TKA术中取假体周围组织进行冰冻切片组织学检查。但由于现有文献资料所能提供的资料有限，因此AAOS工作组无法确定WBC的最佳标准值（每高倍镜视野内观察到5个或10个WBC）。

　　诊断感染的新方法尽管目前有很多方法可以用于疑似假体周围感染的诊断，但尚无一种得到公认的有效诊断方案。最近，骨肌系统感染协会的一个工作组分析了目前所有可以获得的证据资料，并提出了一个新的假体周围感染的定义。这些标准应该允许临床医师广泛采用相关假体周围感染的定义。

　　基于该工作组提出的标准，如果出现下述情况则认为存在假体周围感染：

　　（1）与关节腔相通的窦道；（2）两次独立从病变关节采集的组织或液体标本培养得到同一种病原菌；（3）符合6条标准中的4条。

　　这6条标准包括：ESR或CRP水平升高、关节滑液白细胞计数升高、关节滑液白细胞比例升高、病变关节内出现脓液、组织或关节液标本中分离出病原微生物、假体周围组织冰冻切片镜检时5个高倍镜（×400）视野中的中性细胞数均大于5个。

　　手术处理感染TKA的处理方式包括抗生素治疗并保留假体、开放清创冲洗并更换聚乙烯衬垫、以及取除假体。取除假体的处理方式又可包括关节切除成形、关节融合、一期翻修置换、二期翻修置换、或截肢。

　　在选择处理方案的时候需要考虑到很多相关因素，包括：感染的深度和出现时间、关节周围软组织情况、假体的固定情况、致病菌种类、宿主抵抗感染的能力、医师所能获得的医疗资源、以及患者的期望等。

　　Tsukayama等将感染TKA分为4型。

　　I型感染的特点是手术时细菌培养结果阳性；II型指术后第1个月内发生的早期感染；III型指TKA术后晚期发生的急性血源性感染，症状持续时间少于4周；IV型感染指术后晚期发生的慢性感染，症状持续时间超过4周。

　　表1详细列出了该分型法的内容，以及与每一种分型相对应的推荐处理方案。

　　表1 假体周围感染的分型抗生素治疗不进行手术清理而只予以抗生素治疗的方法仅适用于身体衰弱而无法耐受手术的病例。此外还应满足下列条件：致病菌应该是低毒力细菌、患者病情平稳、假体固定稳定、能得到恰当的口服抗生素。文献报道感染TKA不进行手术清理而只予以抗生素治疗的成功率约为20％。

　　清创冲洗人们通常同意对于急性感染的TKA病例应该进行手术开放清创冲洗。而冲洗清创并保留假体的治疗方案处理慢性TKA感染（症状和体征的持续时间超过4周）的失败率很高，因此不应该考虑采用。

　　关节镜下清创冲洗关节镜下冲洗和清创被认为是开放冲洗清创极具吸引力的良好替代方案。该方法能够经很小的关节镜入口进行操作，因此对软组织的侵扰程度较小。但目前相关文献较少，并且病例样本量也较小。

　　Waldman等对出现症状的时间少于7天的16例急性感染病例进行了关节镜下清创冲洗，结果平均随访56个月时有38％的感染得到成功治疗。Dixon等在其2004年的一项研究中报道，15例患者经关节镜下冲洗清创后平均55个月随访时成功地治愈了60％的感染病例。

　　除了相关的疗效数据有限之外，人们对关节镜下冲洗清创存在其它一些担心。由于通过关节镜仅能对有限的骨-骨水泥界面和假体表面进行检查，因此它对关节内病变的检查不如开放性手术彻底。而且不能更换聚乙烯衬垫，这又限制了对膝关节后方的清理。这样做也不能彻底切除关节滑膜组织。

　　同样，也很难通过狭小的关节镜工作通道移除清除的碎屑组织。基于上述这些原因，以及文献报道并不太好的疗效，只能在极少数情况下进行关节镜下冲洗和清创治疗感染TKA。

　　开放性清创冲洗文献报道开放性清创冲洗治疗假体周围感染的结果各不相同（表2）。我们复习了超过20篇公开发表的相关文献，结果发现这种处理方式的成功率从19％到83％不等，但大多数研究的成功率小于60％。

　　表2 冲洗清创治疗急性假体周围感染的文献资料汇总Silva等在2002年进行的一项荟萃分析中评估了530例接受开放手术清创冲洗的急性假体周围感染病例。该研究纳入了所有术后早期急性感染和晚期急性血源性感染病例。结果显示总成功率为33.6％。

　　很明显有多种变量，如手术时机、患者本身的风险因素、手术技术、以及致病菌等影响着治疗效果（表3）。

　　表3 导致冲洗清创并更换聚乙烯衬垫治疗感染TKA后失败的危险因素在以冲洗、清创和更换聚乙烯衬垫的方式处理感染TKA时，手术时机可能是治疗能否成功的关键因素。对于感染症状持续时间超过4周的病例，该治疗方式的失败率较高。

　　Schoifet和Morrey报道以冲洗和清创方式治疗假体周围感染的总体失败率高达77％。所有症状持续超过28天的病例的治疗均失败。

　　尽管有一些研究认为从出现感染症状到手术的时间（4周）并不是影响疗效的因素，但还是有研究者发现如果在出现症状后较短时间内即进行手术能提高治疗成功率。

　　Brandt等报道在出现症状后2天以上再进行冲洗清创治疗会增加治疗失败的可能性。

　　Marculescu等报道症状持续时间超过8天者治疗失败的风险为及时接受治疗者的两倍。Hsieh等则发现以冲洗清创治疗革兰染色阴性细菌的假体周围感染病例时，术前症状持续时间较短（5天）是唯一可以确定的与治疗成功率相关的因素。

　　耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）感染的治疗尤为困难，原因在于其化脓性以及可供选择的抗生素有限。文献报道认为在关节置换病例中MRSA的感染率总体上呈上升趋势。

　　Bradbury等报道接受开放性冲洗清创并保留假体的19例急性假体周围MRSA感染病例术后至少2年随访时的失败率为84％。这些作者还报道了他们复习34篇相关文献，共发现了13例诊断为急性MRSA感染的TKA病例，这些病例接受开放冲洗清创并保留假体治疗后的失败率为77％。

　　一期翻修更换假体一期翻修更换假体即在同一次手术中取除所有假体组件并重新置入新的假体。尽管该处理方案极具吸引力，但目前仅有基于小样本病例研究的有限资料。

　　样本量最大的两项研究所纳入的病例数分别为22例和18例，其成功率介于89％到91％之间。在当前耐药菌株增多的情况下，仅有少量满足特定条件的病例才是该处理方案的合适人选。影响治疗成功率的因素包括患者无明显合并症、在骨水泥中加入对致病菌敏感的抗生素、革兰染色阳性致病菌感染、无窦道形成、长时程（12周）静脉抗生素治疗。

　　分期翻修更换假体目前认为分期翻修更换假体是治疗THA（原文如此，应系TKA之误）术后慢性假体周围感染的金标准，包括移除感染假体并清创去除所有坏死组织以及骨水泥等异物，于关节间隙内放入含高浓度敏感抗生素的骨水泥spacer，然后针对特定致病菌予以静脉抗生素治疗。

　　影响疗效的因素包括骨水泥spacer中加入的抗生素种类及剂量、骨水泥spacer类型（静态型或关节型）、静脉抗生素治疗时间、以及取除原有假体并清创的一期手术与再次置入假体的二期手术之间的时间间隔长短。

　　抗生素：种类和剂量研究资料显示骨水泥spacer中加入抗生素是治疗感染的一个重要因素。Leone和Hanssen报道于骨水泥中加入抗生素会使治疗成功率由58％提高到74％-92％。

　　但于骨水泥中加入哪种抗生素及其剂量才是合理的仍然存在争议。一般来说，高浓度抗生素spacer指的是每包骨水泥中抗生素含量在2到8克之间。目前，最容易获得的具有热稳定性的抗生素粉剂包括万古霉素、庆大霉素和妥布霉素。

　　但重要的是应该注意不同的骨水泥析出抗生素的特性是不一样的。抗生素浓度越高，在骨水泥中也会产生更大的孔隙率和空腔。这将有利于抗生素的析出从而在病灶局部形成的抗生素浓度比静脉应用产生的更高。

　　尽管文献报道在骨水泥中加入抗生素所带来的全身性毒性反应各不相同，但机体通常能很好地耐受骨水泥中的局部高浓度抗生素并且仅有较小的全身性风险。

　　静态型Spacer与关节型Spacer静态型抗生素骨水泥Spacer能很好地维持关节间隙，并且能尽可能减少骨水泥碎屑的形成，但相应关节在两期手术之间无法进行活动。采用静态型骨水泥Spacer可能会导致骨质大量丢失、Spacer移位、伸膝机制坏死等，在使用中应该尽量避免出现这些不良反应。

　　手术中，骨水泥需要在面团期即开始进行安放从而可以将其按照局部骨质表面形状成型。这样做可以避免发生许多预先成型的静态型Spacer相关的问题（图3）。

　　图3 膝关节正位X片显示术中制作的静态型抗生素骨水泥Spacer而关节型Spacer能以两期手术之间维持关节周围软组织的柔韧性，并能降低骨质丢失量。这种类型的骨水泥Spacer能在再次植入假体之前维持膝关节活动度，从而提高患者的活动性并有利于翻修术中的显露。

　　但最重要的还是应该保证伤口的愈合，如果存在伤口愈合困难则必须首先限制关节活动。

　　目前有多种类型的关节型膝关节骨水泥Spacer可供选择，其中包括股骨和胫骨侧Spacer组件均为由模具成型的关节型骨水泥Spacer（图4）。

　　图4 膝关节正位（A）和侧位（B）X片显示关节型骨水泥Spacer最近，有研究者提出了将取除的感染假体重新灭菌再次植入，或者选用新型的廉价股骨假体组件和全聚乙烯胫骨组件，并以含高浓度抗生素的骨水泥固定植入，以此形成可自由活动的关节型Spacer的方法。

　　但无论使用什么样的Spacer，术中均需要常规进行股骨髓腔隧道和胫骨侧的彻底清创，并以抗生素骨水泥填充相应的骨隧道。文献资料显示高达1/3的感染TKA病例的骨髓腔隧道内存在感染。

　　目前尚无充分证据支持关节型Spacer相对于静态型Spacer的优势。Emerson等比较了26例静态型Spacer和22例关节型Spacer的病例，结果显示术后36个月时两组病例之间的感染率无显着差异。然而，末次随访时接受关节型Spacer置入病例的关节活动度总体上优于接受静态型Spacer者。

　　Freeman等进行了一项针对静态型Spacer与关节型Spacer的对比研究，结果发现两种方法清除感染的成功率相当，但接受关节型Spacer处理的病例肢体功能恢复更好。

　　抗生素治疗期限目前并不确定感染TKA接受切除成形术后再次植入假体之前予以静脉抗生素治疗的合理期限和剂量分别是多少。一般而言，典型的治疗方案是术后首先予以静脉抗生素治疗6周，停用抗生素2-6周后进行临床检查评估。

　　准备再植再次植入假体之前，需要对患者进行包括临床和血清学试验在内的检查以确认是否仍然存在感染。血清学指标，如ESR和CRP水平是评价治疗效果的有用工具。尽管再植前这些指标可能并不会完全恢复至正常水平，但它们却能证明感染是否得到改善。

　　Kusuma等在一项研究中发现，再次植入假体时证明感染已经完全消失的病例中，ESR和CRP仍然保持较高水平的比例分别为54％和21％。 但本文作者无法确定合理的水平来判断再次植入假体前的感染情况。

　　在二期假体再植之前的治疗阶段，以ESR和CRP水平呈现逐步下降的趋势作为判断感染状态的指标可能比绝对值更为重要。

　　尚不确定白细胞计数和分类比例是否可以用于指导治疗，而关节液检查可能会出现假阴性结果。

　　在二期再植术中，需要再次判断感染是否仍然存在，并需要结合术前检查情况综合考虑。可以采用冰冻切片组织学检查来判断是否仍然存在感染，但取样错误以及病理医师的经验可能导致结果的不确定性。

　　如果发现仍然存在感染的证据，则不能再次植入假体。相对禁忌症包括：膝关节伸膝机制极差或丧失、骨量不足、软组织情况较差无法有效关闭切口。

　　治疗结果表4列出了过去10年内分期翻修手术更换假体治疗慢性感染TKA的成功病例。不少研究显示清除感染的成功率介于85％到91％之间。

　　Mortazavi等最近针对117例接受分期翻修治疗的TKA假体周围感染病例进行了一项研究，试图确定可以预测导致分期翻修治疗失败的因素。至少2年的随访发现有33例（28％）因感染持续存在而需要再次手术处理的病例。

　　他们共对可能与治疗失败相关的15项术前因素和11项手术因素进行了研究。结果，尽管该研究的失败率很高，但他们只能确定培养阴性的感染、耐甲氧西林细菌感染、以及再植时的手术时间是导致失败的风险因素。而再植手术时的ESR和CRP水平并非失败的预测因子。

　　关节融合在没有任何重建方法可以挽救感染TKA病例的关节功能的情况下，可能需要考虑进行膝关节融合。

　　相应的适应症包括：单关节病变的年轻患者、伸膝机制破坏、软组织封套极差、无法以抗生素有效控制的高毒力致病菌感染等。

　　假体再植的相对禁忌症包括：并存同侧髋、膝关节病变、严重的节段性骨缺损、对侧下肢截肢者。

　　膝关节融合时最常采用的技术包括外支架、髓内针、以及双钢板固定等。一项对照研究发现外支架和髓内固定融合技术获得的融合率和再感染率均相似。相对于外支架固定来说，髓内固定获得融合的机会更高，但同时感染的机率也更大。总体而言，该研究显示所有病例的总并发症发生率为40％。

　　关节融合术后最常见的并发症是融合失败、感染复发、内固定物断裂和移位。尽管并发症发生率相对较高，但关节融合仍然是在其它方法治疗失败时挽救肢体的一个合理选择。

　　截肢因感染而反复翻修手术失败或严重感染威胁患者生命、曾经采用节段性铰链式假体置换、严重骨量丢失、或顽固性疼痛等情况下可能需要考虑截肢。

　　由于要想彻底清除感染就需要行膝上截肢，因此多数病人术后无法正常行走，从而使得肢体功能恢复较差。术前需要向患者本人及其家属进行充分的沟通说明。

　　总结对每一例在术后出现疼痛的TKA病例均应考虑存在感染的可能性，直到能排除该可能性为止。术前应获得包括ESR、CRP水平、关节液分析结果、完整的病史资料以及仔细的体格检查结果等相关信息。感染发生的时间是决定保留还是去除假体的关键因素。

　　治疗中很重要的一点是，要依靠包括感染疾病专家在内的团队力量。而采用大剂量抗生素骨水泥Spacer分期翻修更换假体的方法仍然是治疗慢性TKA假体周围深部感染的金标准。